Desenvolvimento de um lisímetro de pesagem com plataforma Arduino

Abstract

No atual cenário de alto consumo dos recursos hídricos pelas atividades agrícolas, observa-se que a racionalização é essencial. Os dados de evapotranspiração das culturas podem ser obtidos usando ferramentas tecnológicas que ajudam na agricultura de precisão e na tomada de decisão, determinando assim, o momento e a quantidade exata da lâmina de água a ser aplicada ao solo. A lisimetria de pesagem é a melhor técnica existente para determinar a evapotranspiração de culturas. Com a tecnologia disponível para prototipagem eletrônica de baixo custo, objetivou-se com este trabalho montar o equipamento (hardware) e criar um programa (software) de um lisímetro de pesagem na plataforma Arduino, bem como realizar os procedimentos de calibração da célula de carga, a fim analisar seu desempenho e viabilidade de uso. Para construir o protótipo, utilizou-se um Arduino UNO R3, shield datalogger com RTC, sensores de temperatura e umidade do ar, temperatura do solo, umidade do solo e uma célula de carga. Com estes sensores, é possível obter dados do consumo de água, por meio do balanço de massa, bem como variáveis ambientais que podem influenciar na evapotranspiração. O software foi programado para que as leituras dos sensores sejam armazenadas a cada cinco minutos. A metodologia utilizada para a calibração do lisímetro foi adequada, com R2 > 0,99, e descrita por uma equação do tipo linear: y=282.456+253,31∙x, com pouca ou nenhuma histerese. O lisímetro de pesagem apresentou bons resultados de calibração, tornando-o adequado para fins de cálculo de demanda hídrica de culturas.

In the actual scenario with high consumption of water by agricultural activities, it is observed that the water rationalization is essential. Evapotranspiration data from crops can be obtained using technological tools, which help in precision agriculture and decision making, thus determining, the timing and exact amount of water to be applied to the soil. Weighing lysimeter is the best existing technique for determining crop evapotranspiration. With the technology available for low cost electronic prototyping, the objective of this work was to assemble the hardware and to create a weighing lysimeter software on the Arduino platform, as well as to implement the load cell calibration procedures in order to analyze its performance and feasibility of use. To build the prototype, we used an UNO R3 Arduino, RTC shield datalogger, air temperature and humidity sensors, soil temperature, soil moisture and a load cell. With these sensors it will be possible to obtain water consumption data through mass balance, as well as environmental variables that may influence the evapotranspiration. The software was programmed for the sensor readings to be recorded every five minutes. The methodology used for lysimeter calibration was adequate, with R2 > 0,99, and described by a linear equation: y=282.456+253,31∙x, with little or no hysteresis. The weighing lysimeter showed good calibration results, making it suitable for crop water demand calculation purposes.